DNA甲基化在植物研究中的应用现状与前景

DNA甲基化是主要发生在CpG双核苷酸序列中的胞嘧啶上的一种表面遗传修饰。它以S-腺苷甲硫氨酸为甲基供体,在DNA甲基酶的催化下,将甲基转移到胞嘧啶上,生成5-甲基胞嘧啶。DNA甲基化在植物的很多生命过程中具有重要的作用。本文就其作用机制、主要研究应用以及未来的前景进行简单阐述,从而为DNA甲基化在植物遗传学研究中的研究提供理论参考。     

植物膜联蛋白的结构及功能研究进展

膜联蛋白是一类同源的水溶性多功能蛋白,可以在依赖和不依赖Ca²⁺的环境下与内膜和质膜结合或形成跨膜结构,存在于部分原核生物以及全部的真核生物中,在大多数高等生物中以多基因家族形式存在。植物膜联蛋白在结构上通常只有第1和第4个重复单元是保守的;在功能上可以与细胞骨架结合,具有过氧化物酶活性、核酸水解酶活性和离子通道功能,参与响应盐、干旱、高低温、重金属、损伤等非生物胁迫以及真菌、病虫害等生物胁迫。膜联蛋白基因在植物体的大部分器官及整个生育期均有表达,并且表达量随着植株发育和内外环境的改变而变化,在植物的抗逆性反应中起重要作用。该文对近年来国内外有关植物膜联蛋白的结构和功能,尤其是其在植物逆境生理方面的相关研究进行综述,以期为植物膜联蛋白的深入研究和植物抗逆研究提供思路。     

毛果杨NADP-苹果酸酶基因家族分析

本文分析C3树木毛果杨NADP-苹果酸酶（Populus trichocarpa NADP—malic enzyme,PtNADP-ME）基因家族及其表达特性。NADP—MEN源性检索表明,毛果杨基因组上存在5个PtNADP—ME基因,其中PtNADP-ME4编码区不完整。RT-PCRE及DNA测序结果表明,PtNADP-ME家族5个基因均转录表达。进化树构建显示,毛果杨PtNADP-ME家族5个成员分属于植物NADP—ME家族的3个进化分枝。半定量RT-PCR表明,5个PtNAP-ME家族基因没有明显的组织特异表达模式。然而,不同的PtNADP-ME基因转录表达对NaCI、PEG及甘露醇3种逆境胁迫应答与否以及应答方式存在明显的差异。     

植物中逆境反应相关的WRKY转录因子研究进展

WRKY转录因子是植物体内一类比较大的转录因子家族,它在植物的生长发育以及抗逆境反应中起着非常重要的作用。本文综述了WRKY转录因子在植物应对冻害、干旱、盐害等非生物胁迫与病原菌、虫害等生物胁迫反应中的重要调控功能,并概括了WRKY转录因子在调控这些逆境反应中的机制。     

植物多酚抗逆生态作用研究进展

植物多酚是一类重要的植物次生代谢物质,具有吸收过多的太阳辐射、过滤UV(ultra-violet)和清除体内自由基等多种生理功能,有利于传播花粉、受精及传播种子,并在植物逆境生理生态上也具有重要的作用.该文对近年来国内外有关植物多酚在逆境生态中抗生物或非生物胁迫中的作用--主要包括作为缓解营养缺乏、抵抗干旱、温度变化、盐害、大气污染、食草动物和病原菌浸染等逆境胁迫时的防御物质,以及作为植物与植物之间以及植物与环境之间信息交流物质等方面的研究进展进行综述,并展望了植物多酚的应用前景.     

菘蓝IiLEA基因的克隆及胁迫表达分析

胚胎发育晚期丰富蛋白(LEA蛋白),是指胚胎发育后期种子中大量积累的一系列蛋白质,大量研究表明这些蛋白质的积累与渗透胁迫耐受性密切相关.该实验以250 mmol/L NaCl溶液处理9 h的菘蓝幼苗为材料,经RT-PCR方法扩增得到LEA基因,命名为IiLEA.经测序确认该基因含有648 bp的开放阅读框,编码由215个氨基酸组成的亲水性蛋白质.对培养30 d的菘蓝无菌幼苗进行自然干旱处理和盐胁迫处理,Northern杂交结果显示,正常生长条件下,IiLEA基因在菘蓝幼苗体内不表达,随着胁迫时间的延长其表达量逐渐增加,到9 h时表达量达到峰值,干旱处理和盐处理有相似结果,表明该基因可能受逆境胁迫诱导表达.     

Learning from Evolution： Thellungiella Generates New Knowledge on Essential and Critical Components of Abiotic Stress Tolerance in Plants

Thellungiella salsuginea （halophila） is a close relative of Arabidopsis thaliana but, unlike A. thaliana, it grows well in extreme conditions of cold, salt, and drought as well as nitrogen limitation. Over the last decade, many laboratories have started to use Thellungiella to investigate the physiological, metabolic, and molecular mechanisms of abiotic stress tolerance in plants, and new knowledge has been gained in particular with respect to ion transport and gene expression. The advantage of Thellungiella over other extremophile model plants is that it can be directly compared with Arabidopsis, and therefore generate information on both essential and critical components of stress tolerance. Thellungiella research is supported by a growing body of technical resources comprising physiological and molecular protocols, ecotype collections, expressed sequence tags, cDNA-libraries, microarrays, and a pending genome sequence. This review summarizes the current state of knowledge on Thellungiella and re-evaluates its usefulness as a model for research into plant stress tolerance.     

莲种胚在温度胁迫下的逆境生理研究

为明确莲种胚对不同温度胁迫的耐受能力,探索莲种胚细胞在逆境胁迫下的生理响应规律,该研究以成熟莲子为材料,从形态学、抗性生理和抗氧化相关基因表达定量3个层面进行了研究。结果表明:(1)莲子对于高温与超低温具有较好的胁迫耐受能力,经70 ℃高温与-196 ℃超低温处理后,其发芽率和种芽长相比对照组无显著变化; 80 ℃及以上的高温处理会使莲种胚吸水萌发迟缓,发芽率降低50%及以上,种芽萌发变慢。(2)高温处理后,莲种胚细胞中抗氧化酶活性随吸水萌发过程呈上升趋势,非酶促抗氧化剂含量下降,细胞膜脂过氧化程度逐渐减轻,质膜完整性有所恢复。(3)高温处理下,莲种胚氧化应激相关基因(DHN Rab18、Cu/Zn SOD、Mn SOD、POD41、POD73、CAT1、GR、APX)积极参与胁迫响应,出现不同程度的上调表达,100 ℃处理组中DHN Rab18、Cu/Zn SOD、POD41、GR与APX上调表达幅度较大。综上结果认为,莲种胚具有良好的高温与低温胁迫耐受性,在不同温度胁迫下抗氧化系统与抗逆保护类蛋白对维持莲种胚的细胞活力可能发挥重要保护作用。     

细菌在逆境条件下膜脂肪酸变化的研究进展

细胞膜是控制细菌细胞进行物质交换的屏障。在逆境条件下,细菌通过改变细胞膜脂肪酸的组分和含量,以调整适当的膜流动性和适应性,保护细胞膜免受不利和多变逆境条件的影响。有些细菌在逆境胁迫的条件下会进入活的但不可培养的（Viable but non-culturable,VBNC）状态。总结了细菌几种逆境胁迫及其诱导因子,并论述了细菌和部分具有VBNC态细菌在逆境胁迫下膜脂肪酸的种类及含量的变化、以及脂肪酸检测方法的研究进展,为进一步解析细菌逆境胁迫机制提供参考。     

氧化石墨烯对多年生黑麦草逆境生理及光合特征的影响

为探讨不同浓度氧化石墨烯（GO）对多年生黑麦草生长、生理及光合特征的影响,该文采用盆栽试验,在土壤中添加0、10、20、30、40、50 mg·g^-1 GO进行多年生黑麦草培养,并测定植物生长指标、光合色素含量、保护酶活性、丙二醛（MDA）含量、叶片质膜透性、可溶性蛋白含量和光合参数。结果表明：（1）10、20 mg·g^-1 GO处理对多年生黑麦草生长无显著影响;30～50 mg·g^-1 GO处理对多年生黑麦草生长具有抑制作用,在50 mg·g^-1 GO浓度下多年生黑麦草株高和生物量均最小,较对照分别降低了16.8%和27.1%。（2）当GO浓度达到30 mg·g^-1时,总叶绿素和类胡萝卜素的含量显著降低,在50 mg·g^-1 GO处理时达到最低。（3）高浓度的GO处理(40、50 mg·g^-1)虽降低了多年生黑麦草的叶片净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）和蒸腾速率（T_r